第一章 前言
第一節 研究背景
一､苯甲基異硫氰酸酯和苯乙基異硫氰酸酯的介紹 (一) 苯甲基異硫氰酸酯和苯乙基異硫氰酸酯的來源
苯甲基異硫氰酸酯和苯乙基異硫氰酸酯的主要結構是來自十字花科 蔬菜的衍生物，常見的十字花科蔬菜有甘藍菜、綠花椰菜、水田芥…
等(3)(4)。
苯甲基異硫氰酸酯(benzyl isothiocyanate；BITC) 分子式：Ph-CH2-N=C=S
分子量：149.22 化學結構式(87)：
苯乙基異硫氰酸酯(phenethyl isothiocyanate；PEITC) 分子式：Ph-CH2-CH2-N=C=S
分子量：163.24 化學結構式(88)：
(二) 苯甲基異硫氰酸酯和苯乙基異硫氰酸酯的相關文獻探討 目前已有相關文獻證實苯甲基異硫氰酸酯能夠造成人類胰臟癌細 胞株的DNA 損傷，並且使細胞週期停滯在 G2/M phase，而使細胞走 向凋亡(5)，除此之外，苯甲基異硫氰酸酯也被證實對於人類乳癌細胞 株也會誘導其細胞凋亡(6)。而苯乙基異硫氰酸酯也有研究指出會造成 人類非小型細胞肺癌的凋亡(7)，以及會誘導人類血癌細胞株(8) 、子宮
頸癌細胞株(9) 和乳癌細胞株(10)的凋亡。
二､前列腺癌的介紹 (一)前列腺癌的成因
前列腺癌是出自前列腺的惡性腫瘤，前列腺又稱為攝護腺，是屬於 男性生殖系統的一個腺體，所以只有男性會罹患前列腺癌，最常發生 於50 歲以上的人。惡性癌細胞除了體積擴大或侵犯鄰近器官，也可 能轉移到身體其他部位，尤其是骨頭和淋巴結。前列腺癌可能造成疼 痛、排尿困難、勃起功能不全等症狀。會導致前列腺癌的原因，目前 尚未清楚，但是研究指出可能跟年齡、飲食、遺傳、環境…等有相關
(11)。
圖 1-1 前列腺的生理位置(89)
年齡：前列腺癌多發生在65 歲以上的高齡男性，可見這是一種老年
人的癌症，根據病理學家的研究，這種癌症和人類組織老化有關。
種族：一般來說，黃種人較不易罹患前列腺癌。據美國的統計，美國 的黑人是世界前列腺癌最好發的人種。
遺傳：有前列腺癌的家族史時，前列腺癌的發生危險度會明顯升高，
若有一等親患有前列腺癌，則發生前列腺癌的機會是一般人的2~4 倍。有家族史的人罹患前列腺癌的年齡都較年輕，約在45~60 歲之間。
荷爾蒙：人體雄性素的來源，百分之九十以上來自於睪丸，因此前列 腺癌與荷爾蒙是有密切關係的。
飲食：高脂肪和缺乏緑色蔬菜的攝取是前列腺癌的促進因子。由於西 方人的飲食習慣長久以來以高脂肪的漢堡速食為主，可能因此導致高 前列腺癌的罹患率(12)。
(二)前列腺癌目前的臨床治療
前列腺癌目前的臨床治療方法包括手術、放射治療、荷爾蒙治療，
有時也做化學治療，這幾種療法可以合併運用(13)。
手術：前列腺切除術常用於早期前列腺癌，或放射治療效果不佳的患 者。前列腺根除術對於癌細胞侷限於前列腺內的患者相當有效，但是 手術過程中難免會傷到一些神經，而影響到患者的生活品質，最常見 的併發症是尿失禁和陽萎。
放射治療：是以集中的輻射線破壞前列腺內的癌細胞，使癌細胞無法 持續增長 。
荷爾蒙治療：是用內科或外科的方法，使攝護腺癌細胞無法獲得二氫 睪固酮(DHT)，DHT 是在前列腺中產生的一種荷爾蒙、使大部份前列 腺癌細胞能夠生長與擴散。阻止二氫睪固酮(DHT)，通常使得攝護腺 癌停止生長甚至萎縮。但是荷爾蒙療法很少治癒攝護腺癌，因為癌症 最初對荷爾蒙療法有反應，但在一到二年以後癌症對治療有抗性。
由於早期前列腺癌沒有任何症狀，所以不易被察覺，可說是中老年 男性的隱性殺手，因此發現罹癌的年齡大多較晚，以65 至 75 歲之間 的比率較高，當前列腺癌造成患者排尿不適的症狀時，多已是晚期，
也不適合施以手術治療了。對於大多數癌症患者來說，手術切除癌症 病灶是治療早期癌症最直接有效的方法，一旦癌症侵犯周邊組織或是 淋巴腺等器官，則手術切除就有可能殘留癌細胞在切除部位而可能引 起復發，造成患者在手術後還必須做局部放射線治療或是藥物治療，
這不僅增加了患者的痛苦，同時也不易將癌細胞完全清除。
三､細胞週期的調控 (一) 細胞週期的介紹(14)(15)
從親代細胞進行細胞分裂，分裂形成兩個子代細胞的過程時間，稱
為：細胞週期。簡單來說就是分裂細胞從有絲分裂結束到下次有絲分 裂結束的過程。細胞週期主要可分為三個時期：細胞生長期、DNA 複 製期、細胞分裂期。細胞週期可分為Interphase（包含G1、S和G2 phase）
及Mitosis（M）phase(16)(17)，而在整個細胞週期的過程中，則會有三 個checkpoints來決定細胞週期能否進入下一個時期。
G0 phase：為細胞靜止期，又稱為senescence或quiescence，經由某些 分子刺激，可進行分化或進入G1 phase。
G1 phase：G意指為Gap，G1 phase介於M phase和S phase的中間，細 胞會複製本身胞器與蛋白質，增加體積，準備進入S phase，此期間可 長達數小時至數天之久，此時期細胞開始生長，同時產生RNA及合成 蛋白質，複製胞器，細胞體積增加，目的是為了DNA複製做準備，
而此時期的染色體數目為2N。由G1 phase要進入S phase為第一個 checkpoint。
S phase：S意指為Synthesis，此時期細胞主要是進行DNA複製的工作，
此時期所需10~12小時，而此時期的染色體數目介於2N~4N之間。
G2 phase：為S phase與mitosis的中間時期，為進入M phase做準備，此 時在細胞核內的DNA含量由G1 phase的2N變成了4N，由S phase要進 入M phase為第二個checkpoint。
M phase：M意指為Mitosis，為細胞週期最短的一期，此時期主要的
工作為進行細胞核與細胞質的分裂，又可細分為數個時期：
Prophase：核內複製完的染色體進行濃縮，胞質中mitotic spindle進行組裝，兩個centrosome分別向兩側移動。
Prometaphase：centrosome移至spindle pole處，核膜破裂，染 色體藉由kinetochores附著到spindle microtubules上，並開始移 動。
Metaphase：染色體排列於spindle pole中間的赤道板上，準備 進行分裂，此時為第三個checkpoint。
Anaphase：複製完的染色體進行分裂成兩個子染色體，此時 kinetochore microtubules開始縮短，spindle pole往外側移動。
Telophase：分裂完的子染色體移至spindle pole處，染色體開 始decondense，新的核膜及細胞質中contractile ring開始形成。
Cytokinesis：核膜形成完全，細胞質分裂為二，細胞準備重新 回到interphase。
當一個正常的細胞其DNA受到損傷時，便會啟動細胞中的修復機 制，它們會使進行中的細胞週期停滯（cell cycle arrest）以緩衝正在 受到傷害的細胞，所以當細胞週期停滯時，此時細胞正在進行修補作 用，修復完全細胞便可順利進行運轉，倘若細胞無法修補已造成的損 傷，那麼便會促使細胞走向凋亡作用，以避免錯誤遺傳至下一代。
(二) 細胞週期的相關調控分子
(a) 細胞週期素(Cyclins)
Cyclins 和 CDKs 是主要調控細胞週期的蛋白，細胞週期的調控需要 CDKs 來活化 Cyclin，單獨的 CDKs 是無法使下游分子形成磷酸化，
故兩者需結合形成複合物才具有活性進行細胞週期的運轉(18)。
目前已發現12 種 cyclins，分別命名為 cyclin A～H(19)。Cyclins 的過 度表達可以啟動CDK 活性，造成細胞週期調節失控，導致腫瘤的形 成，因此cyclins 也被稱為癌蛋白。細胞週期中的各時期都會有特定 的Cyclin-CDK complex: G1 phase 為 Cyclin D-CDK4/6 complex 及 Cyclin E-CDK2complex, S phase 為 Cyclin A-CDK2 complex, G2/M phase 為 Cyclin B-CDK1complex。而 Cyclin H 與 CDK7 會形成一個 具有酵素活性的複合物，可以活化CDK1（Cdc2）與 CDK2(20)。
G1 期的 cyclins 包括 cyclin C, D, E 等三型，其中後兩型是主要的 cyclins。cyclin D 至少有 D1, D2 , D3等三個亞型，三型 cyclin D 的胺基 酸序列同源性達53.1﹪～ 63.5﹪，它們的 c 末端有一個富含哺氨酸
（P）、谷氨酸（E）、天冬氨酸、絲氨酸（S）和蘇氨酸（T）的殘 基序列，稱之為 PEST 序列，與蛋白質的降解有關；它們的 N 末端有
一個與某些轉化蛋白如SV40 的 T 抗原、腺病毒 E1A 蛋白、乳頭瘤病 毒E7蛋白共同序列Leu-X-Cys-X-Glu，此序列一樣可與 pRb 及 pRb 相關蛋白結合，隨後在CDK4 / CDK6 的作用下，使 pRb 磷酸化，從 而使細胞從G1 期進入 S 期。一些生長因子（growth factors, GFs）可 誘導它們的表達，一旦去除GFs，cyclin D1的水準會迅速下降，因此，
稱它為生長因子感受器（growth factor sensors）(21)。在G1 期，給正 常的成纖維細胞顯微注射抗cyclin D1抗體，能夠阻止細胞進入 S 期，
但在接近G1/ S 交界處時則注射無效，這一結果表明 cyclin D1在 G1 的中晚期發揮著重要作用。cyclin E 在 G1 期的表達晚於 cyclin D1，在 G1/ S 交界處達到高峰，進入 S 期後逐漸下降，給細胞顯微注射抗 cyclin E 抗體，可阻止細胞進入 S 期，因此被認為是調節 G1/ S 期轉 換的必需蛋白(22)。細胞進入 S 期後，cyclin E 降解，和它結合的 CDK2 被釋放出來和cyclin A 結合。
S 期 cyclins 包括 cyclin A。它是 cyclins 中最早被發現的，在 G1 晚期 於cyclin E 之後表達，但直到 S 期與 CDK2 結合後才被啟動。給細胞 顯微注射抗cyclin A 抗體或反義 cyclin A 能抑制細胞 DNA 的合成，
表明cyclin A 在 S 期有重要作用。另外，它在 G2 期與 M 期和 CDC2
（CDK1）結合，可能與有絲分裂有關，因此，cyclin A 也被稱為 M 期cyclins。
(b) 細胞週期素依賴性激酶(cyclin dependent kinases；CDKs)
目前已發現的CDK 至少有九種(19)，分別命名為CDC2 （CDK1）, CDK2
～CDK9，它們在基因序列上的同源性高，超過 40﹪。活化的 CDK 包含CDK 和一個 cyclin，前者還需要一個保守的 Thr 殘基上的磷酸 化和Tyr 殘基上的去磷酸化。
CDK 被啟動後，可使其下游蛋白發生磷酸化。未磷酸化的 pRb 能夠 結合轉錄因數E2F，並抑制 E2F 啟動 S 期相關基因的轉錄。磷酸化的 pRb 或 pRb 能導致 E2F 的游離。游離的 E2F 與 DP-1 形成異源二聚體，
能夠結合到DNA 的特定位點，啟動 S 期相關基因轉錄，使週期越過 restriction point，細胞即從 G1 期進入 S 期(23)。
(c) CDK 抑制蛋白(CDK inhibitors；CDKIs)
1992 年，Xiong 等在分離純 cyclin-CDK 複合物時，得到了另外一些 蛋白質，後來證明其中某些蛋白是該複合物的抑制因子即 CDKIs(24)。 CDK inhibitors 就是抑制 CDK 活性的分子，CDKIs 在細胞週期中具有 負性調節作用及多數在人類腫瘤中會突變且失去活性。CDKIs 根據它 們序列同源性，主要可分為兩大家族： INK (Inhibitors of CDK4)家 族，包括p16, p15, p18 和 p19，它們均包含四次錨蛋白（ankyrin）重
複結構和特異的調控cyclin D-CDK4 或 cyclin D-CDK6 活性和
CIP/KIP 家族，包括 p21, p27 和 p57，它們抑制多種 cyclin-CDK 活性
CIP/KIP 家族，包括 p21, p27 和 p57，它們抑制多種 cyclin-CDK 活性